專利名稱：一種甲醇富氧生產(chǎn)甲醛及甲醛尾氣利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及甲醛生產(chǎn)方法，具體涉及ー種甲醇富氧生產(chǎn)甲醛及甲醛尾氣利用方法。
背景技術(shù)：
エ業(yè)上生產(chǎn)甲醛主要采用甲醇空氣氧化法，按其所用的催化劑不同而分為銀催化エ藝和鐵鑰氧化物催化工藝，簡稱為銀法和鐵鑰法。I、銀催化劑法
銀法是早期生產(chǎn)甲醛的主要方法，該方法是用銀作催化劑，甲醇與空氣的混合物為原 料，在高于爆炸極限上限(>37%)的狀況下，在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)生成甲醛，反應(yīng)溫度在550 650°C之間，反應(yīng)氣經(jīng)吸收處理后制得37%甲醛溶液。其主要化學(xué)反應(yīng)有
氧化反應(yīng)
CH3OH + O. 5 O2 — CH2O + H20 Δ H=_157. 2kJ/mol脫氫反應(yīng)
CH3OH — CH2O + H2 Δ H=85kJ/mol
除發(fā)生上述甲醇氧化和脫氫反應(yīng)外，還有少量生成甲烷、一氧化碳、ニ氧化碳、甲酸等副反應(yīng)發(fā)生。由于采用的催化劑制造方法和形式不同，又可分為銀絲網(wǎng)、浮石銀、結(jié)晶銀和電解銀等方法，其中，以電解銀催化劑的性能最好，甲醛的收率可達(dá)87%。2、鐵鑰催化劑法
鐵鑰法是近幾十年發(fā)展起來的一種生產(chǎn)甲醛的新方法，該方法是以鑰鐵等金屬氧化物作催化劑，甲醇濃度低于爆炸極限下限的條件下，甲醇與過量空氣在280 340°C下，通過裝有催化劑的列管式固定床進(jìn)行氧化生成甲醛，反應(yīng)混合氣經(jīng)吸收后可制得50%以上的濃甲醛溶液。其主要化學(xué)反應(yīng)式如下
CH30H + O. 5 O2 — CH2O + H20 Δ H=_157. 2KJ/molCH3OH + O2 — CO + 2 H2O Δ Η=_383· 8KJ/mol
采用鐵鑰法可獲得97%的轉(zhuǎn)化率和較高的選擇性，生產(chǎn)出含低醇的高濃度甲醛。對于方法1，采用尾氣循環(huán)可生產(chǎn)高濃度甲醛，通過甲醇循環(huán)法可生產(chǎn)出低醇含量的甲醛，由于采用空氣作為氧氣來源，造成尾氣循環(huán)量大及尾氣中氮含量過高而無法有效利用。對于方法2，相比銀法投資大一倍以上，流程長，電耗高，尾氣中不含氫氣，無法綜合利用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供了一種甲醇富氧生產(chǎn)甲醛及甲醛尾氣利用方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種甲醇富氧生產(chǎn)甲醛及甲醛尾氣利用方法，包括以下步驟
(1)甲醇?xì)饣瘜⒓状冀?jīng)再沸器氣化后送入混合器，再沸器底部的甲醇液循環(huán)回流到再沸器底部；
(2)預(yù)熱富氧空氣將過濾后的空氣與體積濃度為35%濃度的氧氣混合后預(yù)熱到溫度IlO0C,得到富氧空氣，然后送入混合器，其中空氣與35%濃度的氧氣的體積比為3:1，其中35%濃度氧氣由空分制氧配空氣產(chǎn)生，或 由變壓吸附提氮后的氣體配入空氣中產(chǎn)生；
(3)氣體混合將蒸汽經(jīng)蒸汽分配器過濾后由調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量進(jìn)入混合器，得到混合均勻的氣體，其中混合器內(nèi)甲醇?xì)怏w、富氧空氣、蒸汽的體積比為3:4. 4:1 ；
(4)過濾氧化將混合均勻的氣體經(jīng)過濾器濾去雜質(zhì)后再通過阻火器送入裝有催化劑的氧化器中，氣體自上而下通過氧化器內(nèi)的觸媒層，在高溫和催化劑的作用下發(fā)生甲醇的氧化和脫氫反應(yīng)，生成甲醛氣體及其他熱氣體，其中溫度為58(T650°C，催化劑為銀催化劑；
(5)吸收將氧化器內(nèi)生成的氣體迅速通過與氧化器緊連的急冷段進(jìn)行驟冷，冷卻到90°C以下，然后送入吸收塔內(nèi)進(jìn)行吸收，生成甲醛成品和甲醛尾氣，甲醛尾氣一部分送入混合器循環(huán)使用，一部分送入合成氨造氣爐與水煤氣混合作為合成氨原料氣。以6萬噸/年甲醛裝置采用變壓吸附提氮后的氣體配入空氣做原料為例，實(shí)施該發(fā)明方法，其中
1、通過提高進(jìn)氧的濃度減少空氣流量，傳統(tǒng)エ藝需空氣流量為5000Nm3/h，本發(fā)明由于采用了富氧空氣做原料，總的氣體流量為4000 Nm3/h，相比傳統(tǒng)エ藝減少了 1000 Nm3/h，經(jīng)測算，降低風(fēng)機(jī)電耗10%以上；
2、空氣流量減少導(dǎo)致產(chǎn)生尾氣量減少，循環(huán)尾氣量也減少，減少整個エ藝的能耗；采用此法后尾氣量及成分與傳統(tǒng)銀法生產(chǎn)甲醛對比，見表I ;
表I傳統(tǒng)甲醛生產(chǎn)方法與本エ藝甲醛生產(chǎn)方法尾氣對照表
CCb c > O, H, H<HO CHjCW CH, H3OM2
I ! iff
_ 51CK . 17 CU 0^2 Iv 0 2 OI Λ2 JSS7552
本I I
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ψ 4154 -i-S 0.25 (U5 19:7 0,25 wJ 5 CU5. 4 77m.9
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3、甲醛尾氣中氮的含量減少，總有效氣體CCHH2含量增加為19. 95%，比傳統(tǒng)エ藝的CCHH2含量高3. 75%，単位體積的燃燒熱值増加；
4、采用固定床間歇?dú)饣に嚿a(chǎn)合成氨原料氣，此エ藝的原料氣又稱為半水煤氣，水煤氣和空氣煤氣(吹風(fēng)時的回收氣)的混合即為半水煤氣，水煤氣的組成見表2，
表2水煤氣的組成
權(quán)利要求
1.一種甲醇富氧生產(chǎn)甲醛及甲醛尾氣利用方法，其特征是包括以下步驟 (1)甲醇?xì)饣瘜⒓状冀?jīng)再沸器氣化后送入混合器，再沸器底部的甲醇液循環(huán)回流到再沸器底部； (2)預(yù)熱富氧空氣將過濾后的空氣與體積濃度為35%濃度的氧氣混合后預(yù)熱到溫度IlO0C,得到富氧空氣，然后送入混合器，其中空氣與35%濃度的氧氣的體積比為3:1，其中35%濃度氧氣由空分制氧配空氣產(chǎn)生，或由變壓吸附提氮后的氣體配入空氣中產(chǎn)生； (3)氣體混合將蒸汽經(jīng)蒸汽分配器過濾后由調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量進(jìn)入混合器，得到混合均勻的氣體，其中混合器內(nèi)甲醇?xì)怏w、富氧空氣、蒸汽的體積比為3:4. 4:1 ； (4)過濾氧化將混合均勻的氣體經(jīng)過濾器濾去雜質(zhì)后再通過阻火器送入裝有催化劑的氧化器中，氣體自上而下通過氧化器內(nèi)的觸媒層，在高溫和催化劑的作用下發(fā)生甲醇的氧化和脫氫反應(yīng)，生成甲醛氣體及其他熱氣體，其中溫度為58(T650°C，催化劑為銀催化劑； (5)吸收將氧化器內(nèi)生成的氣體迅速通過與氧化器緊連的急冷段進(jìn)行驟冷，冷卻到90°C以下，然后送入吸收塔內(nèi)進(jìn)行吸收，生成甲醛成品和甲醛尾氣，甲醛尾氣一部分送入混合器循環(huán)使用，一部分送入合成氨造氣爐與水煤氣混合作為合成氨原料氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種甲醇富氧生產(chǎn)甲醛及甲醛尾氣利用方法，屬于化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及甲醛生產(chǎn)方法。包括以下步驟甲醇?xì)饣腿牖旌掀鳎粚⒖諝馀c體積濃度為35%濃度的氧氣混合后預(yù)熱，得到富氧空氣，送入混合器，其中35%濃度氧氣由空分制氧配空氣產(chǎn)生，或由變壓吸附提氮后的氣體配入空氣中產(chǎn)生；將蒸汽送入混合器，其中混合器內(nèi)甲醇?xì)怏w、富氧空氣、蒸汽的體積比為3:4.4:1；氣體在氧化器內(nèi)反應(yīng)，氣體冷卻后送入吸收塔內(nèi)，生成甲醛成品和甲醛尾氣，甲醛尾氣一部分送入混合器循環(huán)使用，一部分送入合成氨造氣爐與水煤氣混合作為合成氨原料氣。本發(fā)明工藝簡，產(chǎn)生尾氣量減少，整個工藝能耗低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C07C47/04GK102757324SQ201210159750
公開日2012年10月31日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者王琳 申請人:山西陽煤豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司